JP2010052656A - Vehicular steering device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動パワーステアリング装置を含み、ステアリング角信号の異常を検出し得るようにした車両用操舵装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle steering apparatus that includes an electric power steering apparatus and can detect an abnormality in a steering angle signal.
車両の横滑り防止装置や、電動パワーステアリング装置等に於いては、車両のステアリング若しくはステアリング軸の回転角度を示すステアリング角(ハンドル角、若しくは操舵角と称されることもある)を検出するステアリング角センサが用いられている。例えば車両の横滑り防止装置の場合、運転者の操舵状態をステアリング角から演算し、その演算したステアリング角に応じた車両挙動となるように車両の各車輪の制動力を制御する。 In a vehicle skid prevention device, an electric power steering device, or the like, a steering angle that detects a steering angle (also referred to as a steering wheel angle or a steering angle) indicating a rotation angle of the steering of a vehicle or a steering shaft. A sensor is used. For example, in the case of a vehicle skid prevention device, the driver's steering state is calculated from the steering angle, and the braking force of each wheel of the vehicle is controlled so that the vehicle behavior according to the calculated steering angle is obtained.
このように、車両のステアリング角は、車両挙動を制御するため非常に重要な役割を担っており、ステアリング角に関連する信号に異常をきたした場合には正常な車両制御が行えなくなる可能性がある。このため、従来からステアリング角に関連する信号の異常を検出する装置等が提案されている。 Thus, the steering angle of the vehicle plays a very important role in controlling the vehicle behavior, and there is a possibility that normal vehicle control cannot be performed if a signal related to the steering angle is abnormal. is there. For this reason, a device for detecting an abnormality of a signal related to the steering angle has been proposed.
例えば、特許文献1には、ステアリング角を検出するセンサを複数個備え、夫々のセンサの出力の偏差が所定値以上になった場合に、ステアリング角を異常とするステアリング角の異常検出装置が開示されている。又、特許文献2には、ステアリング角センサと、レゾルバ等により構成されたモータ回転角センサから得られるモータ相対回転角と、モータの誘起電圧から推定される推定ステアリング角とを比較することで、ステアリング角の異常を判定する電動パワーステアリング装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a steering angle abnormality detection device that includes a plurality of sensors that detect a steering angle and that makes the steering angle abnormal when the deviation of the output of each sensor exceeds a predetermined value. Has been. Further, in Patent Document 2, by comparing a steering angle sensor, a motor relative rotation angle obtained from a motor rotation angle sensor constituted by a resolver or the like, and an estimated steering angle estimated from an induced voltage of the motor, An electric power steering apparatus for determining an abnormality in steering angle is disclosed.
しかしながら、特許文献1に示された従来の装置の場合、夫々のセンサが検出したステアリング角信号の偏差に基づいてステアリング角信号の異常を検出するようにしているために、ステアリング角センサが異常なのか電動パワーステアリング装置等により演算されたステアリング角が異常なのか不明であるという課題がある。又、特許文献2に示された従来の装置の場合、電動パワーステアリング装置の制御処理を実行するマイクロコンピュータ(以下、CPUと称する)内でステアリング角の異常を判定するため、電動パワーステアリング装置のCPUがフェイルした場合にはステアリング角信号を得ることができないという課題があった。 However, in the case of the conventional device disclosed in Patent Document 1, since the abnormality of the steering angle signal is detected based on the deviation of the steering angle signal detected by each sensor, the steering angle sensor is abnormal. However, there is a problem that it is unclear whether the steering angle calculated by the electric power steering device or the like is abnormal. Further, in the case of the conventional apparatus disclosed in Patent Document 2, in order to determine an abnormality in the steering angle in a microcomputer (hereinafter referred to as CPU) that executes control processing of the electric power steering apparatus, When the CPU fails, there is a problem that a steering angle signal cannot be obtained.
この発明は、前述のような従来の装置に於ける課題を解決し、車両のステアリング角に関する信号の異常の有無を正確に判定することができる車両用操舵装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that solves the problems in the conventional apparatus as described above and can accurately determine the presence or absence of a signal abnormality related to the steering angle of the vehicle.
この発明による車両用操舵装置は、
運転者により車両のステアリング軸に加えられる操舵トルクに対応して生成された信号に基づいて操舵トルクを検出し操舵トルク信号を出力する操舵トルク検出手段と、
前記ステアリング軸にアシストトルクを付与するアシストモータの回転角に対応して生成された信号に基づいてモータ回転角を検出しモータ回転角信号を出力するモータ回転角検出手段と、
前記車両の車速に対応して生成された信号に基づいて車速を検出し車速信号を出力する車速検出手段と、
少なくとも前記モータ回転角信号と前記操舵トルク信号と前記車速信号とに基づいてアシスト指令値を演算する電動パワステ制御用演算手段と、
前記アシスト指令値に基づいて前記アシストモータを駆動するモータ駆動手段と、
前記ステアリング軸の回転角に対応して生成された信号に基づいてステアリング角を検出しステアリング角信号を出力するステアリング角検出手段と、
前記電動パワステ制御用演算手段の異常の有無を検出する電動パワステ制御用異常監視手段と、
前記ステアリング角信号に基づいて第一のステアリング角を演算すると共に前記モータ回転角信号に基づいて第二のステアリング角を演算する機能を備え、前記電動パワステ制御用異常監視手段により前記電動パワステ制御用演算手段の異常なしが検出され且つ前記第一のステアリング角と前記第二のステアリング角との間の偏差が所定値より大きいときに、前記第一のステアリング角が異常であると判定するステアリング角演算手段と
を備えたものである。
A vehicle steering apparatus according to the present invention includes:
Steering torque detection means for detecting the steering torque based on a signal generated in response to the steering torque applied to the steering shaft of the vehicle by the driver and outputting a steering torque signal;
Motor rotation angle detecting means for detecting a motor rotation angle based on a signal generated corresponding to a rotation angle of an assist motor for applying assist torque to the steering shaft and outputting a motor rotation angle signal;
Vehicle speed detection means for detecting a vehicle speed based on a signal generated corresponding to the vehicle speed of the vehicle and outputting a vehicle speed signal;
Electric power steering control calculating means for calculating an assist command value based on at least the motor rotation angle signal, the steering torque signal, and the vehicle speed signal;
Motor driving means for driving the assist motor based on the assist command value;
Steering angle detection means for detecting a steering angle based on a signal generated corresponding to the rotation angle of the steering shaft and outputting a steering angle signal;
Electric power steering control abnormality monitoring means for detecting the presence or absence of abnormality of the electric power steering control computing means;
A function of calculating a first steering angle based on the steering angle signal and calculating a second steering angle based on the motor rotation angle signal; and for detecting the electric power steering control by the electric power steering control abnormality monitoring means. Steering angle for determining that the first steering angle is abnormal when no abnormality is detected in the computing means and the deviation between the first steering angle and the second steering angle is greater than a predetermined value And an arithmetic means.
この発明による車両用操舵装置は、好適には、前記電動パワステ制御用異常監視手段により前記電動パワステ制御用演算手段の異常なしが検出され且つ前記第一のステアリング角と前記第二のステアリング角との間の偏差が前記所定値以下であるとき、又は、前記電動パワステ制御用異常監視手段により前記電動パワステ制御用演算手段の異常が検出されたときは、前記第一のステアリング角を前記車両のステアリング角とするものである。 In the vehicle steering apparatus according to the present invention, preferably, the electric power steering control abnormality monitoring means detects that the electric power steering control calculating means is not abnormal, and the first steering angle, the second steering angle, Is less than the predetermined value, or when the abnormality of the electric power steering control calculation means is detected by the electric power steering control abnormality monitoring means, the first steering angle of the vehicle is Steering angle.
更に、この発明による車両用操舵装置は、好適には、前記電動パワステ制御用異常監視手段により前記電動パワステ制御用演算手段の異常なしが検出され且つ前記第一のステアリング角と前記第二のステアリング角との間の偏差が前記所定値より大きいときは、前記第二のステアリング角を前記車両のステアリング角とするものである。 Furthermore, in the vehicle steering apparatus according to the present invention, preferably, the electric power steering control abnormality monitoring means detects that the electric power steering control calculating means is not abnormal, and the first steering angle and the second steering are detected. When the deviation from the angle is larger than the predetermined value, the second steering angle is set as the steering angle of the vehicle.
又、この発明による車両用操舵装置は、運転者により車両のステアリング軸に加えられる操舵トルクに対応して生成された信号に基づいて操舵トルクを検出し操舵トルク信号を出力する操舵トルク検出手段と、
前記ステアリング軸にアシストトルクを付与するアシストモータの回転角に対応して生成された信号に基づいてモータ回転角を検出しモータ回転角信号を出力するモータ回転角検出手段と、
前記車両の車速に対応して生成された信号に基づいて車速を検出し車速信号を出力する車速検出手段と、
少なくとも前記モータ回転角信号と前記操舵トルク信号と前記車速信号とに基づいてアシスト指令値を演算する電動パワステ制御用演算手段と、
前記アシスト指令値に基づいて前記アシストモータを駆動するモータ駆動手段と、
前記ステアリング軸の回転角に対応して生成された信号に基づいてステアリング角を検出しステアリング角信号を出力するステアリング角検出手段と、
前記車両のヨーレートに対応した信号に基づきヨーレートを検出しヨーレート信号を出力するヨーレート検出手段と、
前記電動パワステ制御用演算手段の異常の有無を検出する電動パワステ制御用異常監視手段と、
前記ステアリング角信号に基づいて第一のステアリング角を演算し前記モータ回転角信号に基づいて第二のステアリング角を演算し前記ヨーレート信号に基づいて第三のステアリング角を演算する機能を備え、前記電動パワステ制御用異常監視手段により前記電動パワステ制御用演算手段の異常なしが検出され且つ前記第一のステアリング角と前記第二のステアリング角と前記第三のステアリング角との相互間の偏差が夫々所定値より大きいときに、前記第一のステアリング角が異常であると判定するステアリング角演算手段と
を備えたものである。
The vehicle steering apparatus according to the present invention includes steering torque detection means for detecting a steering torque based on a signal generated in response to a steering torque applied to a steering shaft of the vehicle by a driver and outputting a steering torque signal. ,
Motor rotation angle detecting means for detecting a motor rotation angle based on a signal generated corresponding to a rotation angle of an assist motor for applying assist torque to the steering shaft and outputting a motor rotation angle signal;
Vehicle speed detection means for detecting a vehicle speed based on a signal generated corresponding to the vehicle speed of the vehicle and outputting a vehicle speed signal;
Electric power steering control calculating means for calculating an assist command value based on at least the motor rotation angle signal, the steering torque signal, and the vehicle speed signal;
Motor driving means for driving the assist motor based on the assist command value;
Steering angle detection means for detecting a steering angle based on a signal generated corresponding to the rotation angle of the steering shaft and outputting a steering angle signal;
Yaw rate detection means for detecting a yaw rate based on a signal corresponding to the yaw rate of the vehicle and outputting a yaw rate signal;
Electric power steering control abnormality monitoring means for detecting the presence or absence of abnormality of the electric power steering control computing means;
A function of calculating a first steering angle based on the steering angle signal, calculating a second steering angle based on the motor rotation angle signal, and calculating a third steering angle based on the yaw rate signal; The electric power steering control abnormality monitoring means detects that the electric power steering control calculating means is not abnormal, and deviations between the first steering angle, the second steering angle, and the third steering angle are respectively detected. Steering angle calculation means for determining that the first steering angle is abnormal when larger than a predetermined value is provided.
更に、この発明による車両用操舵装置は、運転者により車両のステアリング軸に加えられる操舵トルクに対応して生成された信号に基づいて操舵トルクを検出し操舵トルク信号を出力する操舵トルク検出手段と、
前記ステアリング軸にアシストトルクを付与するアシストモータの回転角に対応して生成された信号に基づいてモータ回転角を検出しモータ回転角信号を出力するモータ回転角検出手段と、
前記車両の車速に対応して生成された信号に基づいて車速を検出し車速信号を出力する車速検出手段と、
少なくとも前記モータ回転角信号と前記操舵トルク信号と前記車速信号とに基づいてアシスト指令値を演算する電動パワステ制御用演算手段と、
前記アシスト指令値に基づいて前記アシストモータを駆動するモータ駆動手段と、
前記ステアリング軸の回転角に対応して生成された信号に基づいてステアリング角を検出しステアリング角信号を出力するステアリング角検出手段と、
前記車両の4輪夫々の車輪速度に対応した信号に基づいて4輪車輪速を検出し4輪車輪速信号を出力する車輪速検出手段と、
前記電動パワステ制御用演算手段の異常の有無を検出する電動パワステ制御用異常監視手段と、
前記ステアリング角信号に基づいて第一のステアリング角を演算し前記モータ回転角信号に基づいて第二のステアリング角を演算し前記4輪車輪速信号に基づいて第三のステアリング角を演算する機能を備え、前記電動パワステ制御用異常監視手段により前記電動パワステ制御用演算手段の異常なしが検出され且つ前記第一のステアリング角と前記第二のステアリング角と前記第三のステアリング角との相互間の偏差が夫々所定値より大きいときに、前記第一のステアリング角が異常であると判定するステアリング角演算手段と
とを備えたものである。
Further, the vehicle steering apparatus according to the present invention includes steering torque detection means for detecting a steering torque based on a signal generated in response to a steering torque applied to a steering shaft of the vehicle by a driver and outputting a steering torque signal. ,
Motor rotation angle detecting means for detecting a motor rotation angle based on a signal generated corresponding to a rotation angle of an assist motor for applying assist torque to the steering shaft and outputting a motor rotation angle signal;
Vehicle speed detection means for detecting a vehicle speed based on a signal generated corresponding to the vehicle speed of the vehicle and outputting a vehicle speed signal;
Electric power steering control calculating means for calculating an assist command value based on at least the motor rotation angle signal, the steering torque signal, and the vehicle speed signal;
Motor driving means for driving the assist motor based on the assist command value;
Steering angle detection means for detecting a steering angle based on a signal generated corresponding to the rotation angle of the steering shaft and outputting a steering angle signal;
Wheel speed detecting means for detecting a four-wheel wheel speed based on a signal corresponding to a wheel speed of each of the four wheels of the vehicle and outputting a four-wheel wheel speed signal;
Electric power steering control abnormality monitoring means for detecting the presence or absence of abnormality of the electric power steering control computing means;
A function of calculating a first steering angle based on the steering angle signal, calculating a second steering angle based on the motor rotation angle signal, and calculating a third steering angle based on the four-wheel wheel speed signal. The electric power steering control abnormality monitoring means detects that the electric power steering control arithmetic means is not abnormal, and the first steering angle, the second steering angle, and the third steering angle Steering angle calculation means for determining that the first steering angle is abnormal when the deviation is larger than a predetermined value.
又、この発明による車両用操舵装置は、好適には、前記電動パワステ制御用異常監視手段により前記電動パワステ制御用演算手段の異常なしが検出され且つ前記第一のステアリング角と前記第二のステアリング角と前記第三のステアリング角との間の偏差が夫々前記所定値以下であるとき、又は、前記電動パワステ制御用異常監視手段により前記電動パワステ制御用演算手段の異常が検出され且つ前記第一のステアリング角と前記第三のステアリング角との間の偏差が前記所定値以下であるときは、前記第一のステアリング角を前記車両のステアリング角とするものである。 In the vehicle steering apparatus according to the present invention, preferably, the electric power steering control abnormality monitoring means detects that the electric power steering control calculating means is not abnormal, and the first steering angle and the second steering are detected. When the deviation between the angle and the third steering angle is less than or equal to the predetermined value, or the abnormality of the electric power steering control calculating means is detected by the electric power steering control abnormality monitoring means, and the first When the deviation between the steering angle and the third steering angle is equal to or less than the predetermined value, the first steering angle is set as the steering angle of the vehicle.
更に、この発明による車両用操舵装置は、好適には、前記電動パワステ制御用異常監視手段により前記電動パワステ制御用演算手段の異常なしが検出され且つ前記第一のステアリング角と前記第二のステアリング角と前記第三のステアリング角との間の偏差が夫々前記所定値より大きいときは、前記第三のステアリング角を前記車両のステアリング角とするものである。 Furthermore, in the vehicle steering apparatus according to the present invention, preferably, the electric power steering control abnormality monitoring means detects that the electric power steering control calculating means is not abnormal, and the first steering angle and the second steering are detected. When the deviation between the angle and the third steering angle is larger than the predetermined value, the third steering angle is set as the steering angle of the vehicle.
又、この発明による車両用操舵装置は、好適には、前記ステアリング角演算手段の異常の有無を検出するステアリング角演算異常監視手段を備え、前記電動パワステ制御用演算手段は、前記モータ回転角信号を前記ステアリング軸の絶対角信号に変換したステアリング絶対角を演算する機能を有し、前記ステアリング角演算異常監視装置により前記ステアリング角演算手段の異常が検出されたときは、前記電動パワステ制御用演算手段により演算された前記ステアリング絶対角を前記車両のステアリング角とするものである。 In addition, the vehicle steering apparatus according to the present invention preferably includes a steering angle calculation abnormality monitoring unit that detects the presence or absence of abnormality of the steering angle calculation unit, and the electric power steering control calculation unit includes the motor rotation angle signal. When the steering angle calculation abnormality monitoring device detects an abnormality in the steering angle calculation means, and the calculation for the electric power steering control is performed. The absolute steering angle calculated by the means is used as the steering angle of the vehicle.
更に、この発明による車両用操舵装置は、好適には、前記電動パワステ制御用演算手段と前記ステアリング角演算手段とは、同一の筐体内に収納されるものである。 Furthermore, in the vehicle steering apparatus according to the present invention, preferably, the electric power steering control calculating means and the steering angle calculating means are housed in the same casing.
この発明による車両用操舵装置によれば、ステアリング軸の回転角に対応して生成された信号に基づいてステアリング角を検出しステアリング角信号を出力するステアリング角検出手段と、電動パワステ制御用演算手段の異常の有無を検出する電動パワステ制御用異常監視手段と、前記ステアリング角信号に基づいて第一のステアリング角を演算し前記モータ回転角信号に基づいて第二のステアリング角を演算する機能を備え電動パワステ制御用異常監視手段により電動パワステ制御用演算手段の異常なしが検出され且つ第一のステアリング角と第二のステアリング角との間の偏差が所定値より大きいときに第一のステアリング角が異常であると判定するステアリング角演算手段とを備えているので、ステアリング角検出手段からのステアリング角信号の異常の有無を正確に判定することができる。 According to the vehicle steering apparatus of the present invention, the steering angle detecting means for detecting the steering angle based on the signal generated corresponding to the rotation angle of the steering shaft and outputting the steering angle signal, and the electric power steering control calculating means And a function for calculating a first steering angle based on the steering angle signal and calculating a second steering angle based on the motor rotation angle signal. When the electric power steering control abnormality monitoring means detects that the electric power steering control calculating means is normal and the deviation between the first steering angle and the second steering angle is greater than a predetermined value, the first steering angle is A steering angle calculation means for determining that the steering angle is abnormal. The presence or absence of abnormality of the grayed angle signal can be determined accurately.
又、この発明による車両用操舵装置によれば、電動パワステ制御用異常監視手段により電動パワステ制御用演算手段の異常なしが検出され且つ第一のステアリング角と第二のステアリング角との間の偏差が所定値以下であるとき、又は、電動パワステ制御用異常監視手段により電動パワステ制御用演算手段の異常が検出されたときは、第一のステアリング角を車両のステアリング角とするようにしているので、常に正確なステアリング角を得ることができる。 According to the vehicle steering apparatus of the present invention, the electric power steering control abnormality monitoring means detects that the electric power steering control calculating means is not abnormal, and the deviation between the first steering angle and the second steering angle. Is less than a predetermined value, or when the abnormality of the electric power steering control computing means is detected by the electric power steering control abnormality monitoring means, the first steering angle is set as the steering angle of the vehicle. , You can always get an accurate steering angle.
更に、この発明による車両用操舵装置は、電動パワステ制御用異常監視手段により電動パワステ制御用演算手段の異常なしが検出され且つ第一のステアリング角と第二のステアリング角との間の偏差が前記所定値より大きいときは、第二のステアリング角を車両のステアリング角とするようにしているので、常に正確なステアリング角を得ることができる。 Further, in the vehicle steering system according to the present invention, the electric power steering control abnormality monitoring means detects that the electric power steering control calculating means is not abnormal, and the deviation between the first steering angle and the second steering angle is When it is larger than the predetermined value, the second steering angle is set as the steering angle of the vehicle, so that an accurate steering angle can always be obtained.
又、この発明による車両用操舵装置によれば、ステアリング軸の回転角に対応して生成された信号に基づいてステアリング角を検出しステアリング角信号を出力するステアリング角検出手段と、前記車両のヨーレートに対応した信号に基づきヨーレートを検出しヨーレート信号を出力するヨーレート検出手段と、電動パワステ制御用演算手段の異常の有無を検出する電動パワステ制御用異常監視手段と、前記ステアリング角信号に基づいて第一のステアリング角を演算し前記モータ回転角信号に基づいて第二のステアリング角を演算し前記ヨーレート信号に基づいて第三のステアリング角を演算する機能を備え電動パワステ制御用異常監視手段により電動パワステ制御用演算手段の異常なしが検出され且つ第一のステアリング角と第二のステアリング角と第三のステアリング角との相互間の偏差が夫々所定値より大きいときに第一のステアリング角が異常であると判定するステアリング角演算手段とを備えているので、ステアリング角検出手段からのステアリング角信号の異常の有無を、より正確に判定することができる。 According to the vehicle steering apparatus of the present invention, the steering angle detecting means for detecting the steering angle based on the signal generated corresponding to the rotation angle of the steering shaft and outputting the steering angle signal, the yaw rate of the vehicle The yaw rate detecting means for detecting the yaw rate based on the signal corresponding to the output and outputting the yaw rate signal, the electric power steering control abnormality monitoring means for detecting the presence / absence of abnormality of the electric power steering control calculating means, and the first based on the steering angle signal A function of calculating one steering angle, calculating a second steering angle based on the motor rotation angle signal, and calculating a third steering angle based on the yaw rate signal; No abnormality is detected in the control calculation means, and the first steering angle and the second steering angle are detected. Steering angle calculation means for determining that the first steering angle is abnormal when the deviation between the ring angle and the third steering angle is greater than a predetermined value. The presence or absence of an abnormality in the steering angle signal can be determined more accurately.
更に、この発明による車両用操舵装置によれば、ステアリング軸の回転角に対応して生成された信号に基づいてステアリング角を検出しステアリング角信号を出力するステアリング角検出手段と、車両の4輪夫々の車輪速度に対応した信号に基づいて4輪車輪速を検出し4輪車輪速信号を出力する車輪速検出手段と、電動パワステ制御用演算手段の異常の有無を検出する電動パワステ制御用異常監視手段と、前記ステアリング角信号に基づいて第一のステアリング角を演算し前記モータ回転角信号に基づいて第二のステアリング角を演算し前記4輪車輪速信号に基づいて第三のステアリング角を演算する機能を備え電動パワステ制御用異常監視手段により電動パワステ制御用演算手段の異常なしが検出され且つ第一のステアリング角と第二のステアリング角と第三のステアリング角との相互間の偏差が夫々所定値より大きいときに第一のステアリング角が異常であると判定するステアリング角演算手段とを備えているので、ステアリング角検出手段からのステアリング角信号の異常の有無を、より正確に判定することができる。 Further, according to the vehicle steering apparatus of the present invention, the steering angle detecting means for detecting the steering angle based on the signal generated corresponding to the rotation angle of the steering shaft and outputting the steering angle signal, the four wheels of the vehicle An abnormality for electric power steering control that detects the presence or absence of abnormality in the wheel speed detection means for detecting the four wheel speed based on the signal corresponding to each wheel speed and outputting the four wheel speed signal and the electric power steering control computing means. Monitoring means; calculating a first steering angle based on the steering angle signal; calculating a second steering angle based on the motor rotation angle signal; and calculating a third steering angle based on the four-wheel wheel speed signal. The abnormality monitoring means for electric power steering control having a function for calculating detects that there is no abnormality in the electric power steering control calculating means, and the first steering angle and the second Steering angle calculation means for determining that the first steering angle is abnormal when the deviation between the tearing angle and the third steering angle is greater than a predetermined value. The presence or absence of an abnormality in the steering angle signal can be determined more accurately.
又、この発明による車両操舵装置によれば、電動パワステ制御用異常監視手段により電動パワステ制御用演算手段の異常なしが検出され且つ第一のステアリング角と第二のステアリング角と第三のステアリング角との間の偏差が夫々所定値以下であるとき、又は、電動パワステ制御用異常監視手段により電動パワステ制御用演算手段の異常が検出され且つ第一のステアリング角と第三のステアリング角との間の偏差が所定値以下であるときは、第一のステアリング角を車両のステアリング角とするようにしているので、常に正確なステアリング角を得ることができる。 Further, according to the vehicle steering apparatus of the present invention, the electric power steering control abnormality monitoring means detects that the electric power steering control arithmetic means is not abnormal, and the first steering angle, the second steering angle, and the third steering angle. Between the first steering angle and the third steering angle when the deviation between the first steering angle and the third steering angle is not more than a predetermined value, or the abnormality of the electric power steering control arithmetic means is detected by the electric power steering control abnormality monitoring means. When the deviation is less than or equal to a predetermined value, the first steering angle is set as the steering angle of the vehicle, so that an accurate steering angle can always be obtained.
更に、この発明による車両用操舵装置によれば、電動パワステ制御用異常監視手段により電動パワステ制御用演算手段の異常なしが検出され且つ第一のステアリング角と第二のステアリング角と第三のステアリング角との間の偏差が夫々所定値より大きいときは、第三のステアリング角を車両のステアリング角とするようにしているので、常に正確なステアリング角を得ることができる。 Further, according to the vehicle steering apparatus of the present invention, the electric power steering control abnormality monitoring means detects that there is no abnormality in the electric power steering control calculating means, and the first steering angle, the second steering angle, and the third steering are detected. When the deviation from each other is greater than a predetermined value, the third steering angle is set as the vehicle steering angle, so that an accurate steering angle can always be obtained.
又、この発明による車両用操舵装置によれば、ステアリング角演算手段の異常の有無を検出するステアリング角演算異常監視手段を備え、電動パワステ制御用演算手段は、モータ回転角信号をステアリング軸の絶対角信号に変換したステアリング絶対角を演算する機能を有し、ステアリング角演算異常監視装置によりステアリング角演算手段の異常が検出されたときは、電動パワステ制御用演算手段により生成されたステアリング絶対角を車両のステアリング角とするようにしたので、ステアリング角演算手段が異常な場合でも、電動パワステ制御用演算手段により正確なステアリング角を得ることが可能となる。 According to the vehicle steering apparatus of the present invention, the steering angle calculation abnormality monitoring means for detecting whether or not the steering angle calculation means is abnormal is provided, and the electric power steering control calculation means outputs the motor rotation angle signal to the absolute value of the steering shaft. It has a function to calculate the steering absolute angle converted into the angle signal. When an abnormality of the steering angle calculation means is detected by the steering angle calculation abnormality monitoring device, the steering absolute angle generated by the electric power steering control calculation means is calculated. Since the vehicle steering angle is used, an accurate steering angle can be obtained by the electric power steering control calculating means even when the steering angle calculating means is abnormal.
更に、この発明による車両用操舵装置によれば、電動パワステ制御用演算手段とステアリング角演算手段とは、同一の筐体内に収納されているので、通信遅れや夫々の筐体をつなぐハーネス等の異常を予防することが可能となる。 Further, according to the vehicle steering apparatus of the present invention, since the electric power steering control calculating means and the steering angle calculating means are housed in the same casing, communication delays, harnesses connecting the respective casings, etc. Abnormalities can be prevented.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1による車両用操舵装置を図面に基づいて説明する。図1は、この発明の実施の形態1による車両用操舵装置を含む車両操舵システムの全体構成を示す説明図である。図1に於いて、車両操舵システムは、ステアリングハンドル1が上端に設けられたステアリング軸2と、ステアリング軸2の下端に設けられたステアリングギアボックス3と、ギアボックス3に結合されたラックとピニオン機構6と、ラックとピニオン機構6により操舵されるタイヤ7とを含んでいる。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, a vehicle steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of a vehicle steering system including a vehicle steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a vehicle steering system includes a steering shaft 2 having a steering handle 1 provided at the upper end, a steering gear box 3 provided at the lower end of the steering shaft 2, a rack and a pinion coupled to the gear box 3. A mechanism 6 and a tire 7 that is steered by a rack and pinion mechanism 6 are included.
更に、車両操舵システムは、ステアリング軸2に設けられたステアリング角センサ9と、ステアリング軸2に設けられたトルクセンサ4と、ステアリング軸2に減速機構を介して連結されたアシストモータ5と、アシストモータ5を制御するモータ駆動器を含む車両用操舵装置8、及び、前述のステアリング角センサ9とトルクセンサ4とアシストモータ5と車両用操舵装置8とを接続するケーブル(図示せず)を含む。尚、図示していないが、電源装置も当然に含まれる。
Further, the vehicle steering system includes a steering angle sensor 9 provided on the steering shaft 2, a torque sensor 4 provided on the steering shaft 2, an
ステアリング角センサ9は、ステアリングハンドル1の絶対回転角、即ちステアリング軸2の絶対回転角を検出しステアリング角検出信号θsを出力する。トルクセンサ4は、運転者によりステアリングハンドル1を介してステアリング軸2に加えられた操舵トルク操舵トルクを検出し操舵トルク検出信号Thdlを出力する。 The steering angle sensor 9 detects the absolute rotation angle of the steering handle 1, that is, the absolute rotation angle of the steering shaft 2, and outputs a steering angle detection signal θs. The torque sensor 4 detects the steering torque applied to the steering shaft 2 by the driver via the steering handle 1 and outputs a steering torque detection signal Thdl.
アシストモータ5は、電動モータにより構成され、運転者による操舵トルクに応じたアシストトルクTassistをステアリング軸2に与え、運転者による操舵をアシストする。又、アシストモータ5に設けられているモータ回転角センサとしてのレゾルバ(図示せず)は、アシストモータ5の回転子の回転角に対応するモータ回転角検出信号θmを出力する。
The assist
ステアリング軸2の下端に設けられたステアリングギアボックス3は、ステアリング軸2に与えられる操舵トルクとアシストモータ5によるアシストトルクとを加え合わせた合成トルクを数倍に増幅し、ラックとピニオン機構6を介してタイヤ7を操舵する操舵機構に伝達する。
The steering gear box 3 provided at the lower end of the steering shaft 2 amplifies the combined torque obtained by adding the steering torque applied to the steering shaft 2 and the assist torque from the
この発明の実施の形態1による車両用操舵装置8は、後述するように、モータ駆動電流Imtrによりアシストモータ5を駆動すると共に、ステアリング角信号が異常であると判定したときステアリング角異常信号θfailを出力する。
As will be described later, the
図2は、この発明の実施の形態1による車載用操舵装置8の構成を示すブロック図である。図2に於いて、車載用操舵装置8は、車速検出手段としての車速検出器11と、操舵トルク検出手段としての操舵トルク検出器12と、モータ回転角検出手段としてのモータ回転各検出器13と、ステアリング角検出手段としてのステアリング角検出器14と、電動パワステ制御用演算手段としての電動パワステ制御用演算器15と、電動パワステ制御用異常監視手段としての電動パワステ制御用異常監視器16と、ステアリング角演算手段としてのステアリング角演算器17と、モータ駆動手段としてのモータ駆動器19とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the vehicle-mounted
車速検出器11は、車速に対応する車速検出信号Vに基づいて車速を検出し車速信号V(s)を出力する。操舵トルク検出器12は、トルクセンサ4からの操舵トルク検出信号Thdlに基づいて操舵トルクを検出し操舵トルク信号Thdl(s)を出力する。モータ回転角検出器13は、アシストモータ5に設けられているレゾルバからのモータ回転角検出信号θmに基づいてモータ回転角を検出しモータ回転角信号θm(s)を出力する。ステアリング角検出器14は、ステアリング角センサ9からのステアリング角検出信号θsに基づいてステアリング角を検出しステアリング角信号θs(s)を出力する。
The
電動パワステ制御用演算器15は、車速検出器11から入力される車速信号V(s)と、操舵トルク検出器12から入力される操舵トルク信号Thdl(s)と、モータ回転角検出器13から入力されるモータ回転角信号θm(s)とに基づいて、ステアリング軸2に加えるべきアシストトルクを演算し、この演算したアシストトルクを減速機構を介してステアリングシャフト2に加えるための指令値を生成してモータ駆動器19へ出力する。
The electric power
又、電動パワステ制御用演算器15は、アシストモータ5に設けられた前述のレゾルバの巻線を励磁するための指令値を生成してレゾルバに与える。レゾルバは、電動パワステ制御用演算器15からの指令値に基づいて励磁され、アシストモータ5の回転子の回転角に対応したモータ回転角検出信号θmを発生してモータ回転角検出器13に入力する。尚、電動パワステ制御用演算器15は、この他にもこの発明には関係しない様々な機能を備えるが、ここではその説明を省略する。
The electric power steering
モータ駆動器19は、電動パワステ制御用演算器15からのアシストトルクの指令値とアシストモータ5からのモータ駆動電流検出信号Imtrとを入力とし、その入力された
指令値を制御目標値としてアシストモータ5の駆動電流を生成してアシストモータ5に与える。アシストモータ5は、モータ駆動器19から入力される駆動電流に基づいて駆動される。
The
尚、車載用操舵装置8には、前述の他にもヨーレート等、車両の状態に応じた信号が入力されるが、この発明の実施の形態1による車両用操舵装置には関係しないのでその説明は省略する。
In addition to the above, a signal corresponding to the state of the vehicle, such as the yaw rate, is input to the in-
電動パワステ制御用異常監視器16は、電動パワステ制御用演算器15との間で所定の信号の送受信を行い、この送受信に基づいて得られる電動パワステ制御用演算器15の動作状態を示す状態信号から電動パワステ制御用演算器15の異常の有無を判定し、その判定結果を出力する。即ち、例えば、電動パワステ制御用異常監視装置16と電動パワステ制御用演算器15との間で所定のパルス信号を一定時間間隔で送受信し、そのパルス信号の受信タイミング等に基づいて電動パワステ制御用演算器15の異常判定を行ない、その判定結果を出力するものである。
The electric power steering control abnormality monitor 16 transmits / receives a predetermined signal to / from the electric power
電動パワステ制御用異常監視器16は、電動パワステ制御用演算器15からのパルス信号に基づいて、例えば、電動パワステ制御用演算器15の状態がレゾルバの励磁箇所等が故障し異常であるか否か、或いは、電動パワステ制御用演算器15が電源等の故障によりダウンしているか否か等の、電動パワステ制御用演算器15の異常の内容についても識別が可能である。
Based on the pulse signal from the electric power
尚、電動パワステ制御用異常監視装置16に電動パワステ制御用演算器15と同等の演算を行なう機能を持たせ、その演算結果を電動パワステ制御用演算器15の演算結果と比較することにより、電動パワステ制御用演算器15の異常判定を行なうようにしてもよい。更には、電動パワステ制御用演算器15内に自己異常判定器として電動パワステ制御用異常監視器16の機能を備える、つまり電動パワステ制御用演算器15内に電動パワステ制御用異常監視器16を含ませるようにしてもよい。
The electric power steering control
ステアリング角演算器17は、後述するように、ステアリング角検出器14からのステアリング角信号θs(s)に基づいて第一のステアリング角θhs(s)を演算すると共にモータ回転角検出器13からのモータ回転角信号θm(s)に基づいて第二のステアリ
ング角θms(s)を演算する。そして、前述の第一のステアリング角θhs(s)の異常の有無を判定し、第一のステアリング角θhs(s)が異常である場合にステアリング角異常信号θfailを出力する。
As will be described later, the
以上のように構成されたこの発明の実施の形態1による車両用操舵装置8を含む車両操舵システムに於いて、ステアリングハンドル1に運転者による操舵トルクが加えられると、電動パワステ制御用演算器15は、前述したようにアシストトルクを演算し、モータ駆動器19への指令値を出力する。これにより、モータ駆動器19は、電動パワステ制御用演算器15から与えられる指令値に対応した駆動電流を生成してアシストモータ5に与えアシストモータ5を駆動する。これにより、運転者による操舵トルクに応じたアシストトルクがアシストモータ5から減速機構を介してステアリング軸2に与えられ、運転者による操舵トルクとアシストモータ5によるアシストトルクの和のトルクに基づいて車両が操舵される。
In the vehicle steering system including the
次に、この発明の実施の形態1による車両用操舵装置8の動作について説明する。図3は、この発明の実施の形態1による車両用操舵装置8の主要動作を示すフローチャートである。図3に於いて、先ず、ステップS101に於いて、ステアリング角演算器17は、モータ回転角検出器13からのモータ回転角信号θm(s)を読み込み、自身のメモリ(図示せず)に記憶する。
Next, the operation of the
続いてステップS102に於いて、ステアリング角演算器17は、記憶したモータ回転角信号θm(s)をアシストモータ5の減速ギア比で除算してステアリング相対角θhm(s)を演算し、更に、この演算したステアリング相対角θhm(s)からステアリング角初期値θs(0)とステアリング相対角初期値θhm(0)との差を減じることでステアリング相対角θhm(s)をステアリング絶対角に換算し、この換算したステアリング絶対角の値を第二のステアリング角θms(s)として自身のメモリに記憶する。
Subsequently, in step S102, the
次に、ステップS103に於いて、ステアリング角演算器17は、ステアリング角検出器14からのステアリング角信号θs(s)を読み込み、このステアリング角信号θs(
s)に基づいて第一のステアリング角θhs(s)を演算し自身のメモリに記憶する。ステップ104に進むと、電動パワステ制御用異常監視器16は、前述の電動パワステ制御用演算器15の状態信号を自身のメモリに記憶し、ステップS105に於いて、前述の記憶した状態信号に基づき、電動パワステ制御用演算器15が異常であるか否かの判定を行なう。
Next, in step S103, the
Based on s), the first steering angle θhs (s) is calculated and stored in its own memory. In step 104, the electric power steering control abnormality monitor 16 stores the state signal of the electric power steering
ステップS105での判定の結果、電動パワステ制御用演算器15が異常であると判定した場合は、前述のステアリング角演算器17にて演算した第二のステアリング角θms(s)が正確にステアリング角を示す値であるとすることができない。つまり、前述したように、アシストモータ5に設けられたレゾルバの巻線は、電動パワステ制御用演算器15からの指令値に基づいて励磁されるものであり、電動パワステ制御演算器15が異常であれば、レゾルバからのモータ回転角検出信号θmそのものが異常である可能性があり、従がって、このモータ回転角検出信号θmに基づいて生成された第二のステアリング角θm(s)の信頼性は確保できないことになる。
As a result of the determination in step S105, if it is determined that the electric power
従がって、ステップS105での判定の結果、電動パワステ制御用演算器15の異常が検出されたときは、図示していないが、ステップS106には進まず、ステアリング角演算器17は第一のステアリング角θhs(s)を車両のステアリング角として必要な演算
等に用いる。
Accordingly, when an abnormality of the electric power steering
ステップS105での判定の結果、電動パワステ制御用演算器15が異常ではないと判定した場合は、ステップS106に進む。ステップS106に於いて、ステアリング角演算器17は、自身のメモリに記憶している前述の第一のステアリング角θhs(s)と第二のステアリング角θms(s)との間の差を演算し、その差と予め設定された値αとの大きさを比較する。このとき、夫々の角度信号の単位が「度(°)」により演算されている場合は、予め設定される値αは、例えば「3度(°)」程度の値に設定する。尚、この
予め設定される値αは、ステアリング角センサ9の分解能等によって異なる値となる。
As a result of the determination in step S105, when it is determined that the electric power steering
次に、ステップS107に進み、ステアリング角演算器17は、ステップS106での比較の結果、第一のステアリング角θhs(s)と第二のステアリング角θms(s)との間の差が予め設定された値αより大きいか否かを判定する。ステップS107での判定の結果、前述の差が予め設定された値αより大きいと判定した場合は、ステップS108に進む。
Next, the process proceeds to step S107, and the
ステップS108では、ステアリング角演算器17は、第一のステアリング角θhs(s)と第二のステアリング角θms(s)との間の差が予め設定された値αより大きいことをもって、第一のステアリング角θhs(s)が異常であると判定し、ステアリング角異常信号θfailを出力すると共に、第二のステアリング角θms(s)を車両のステアリング角として必要な演算等に用いる。
In step S108, the
ステップS107での判定の結果、第一のステアリング角θhs(s)と第二のステアリング角θms(s)との間の差が予め設定された値α以下であると判定されたときは、図示していないが、ステアリング角演算器17は、第一のステアリング角θhs(s)を車両のステアリング角として必要な演算等に用いる。
As a result of the determination in step S107, if it is determined that the difference between the first steering angle θhs (s) and the second steering angle θms (s) is equal to or smaller than a preset value α, FIG. Although not shown, the
以上のように、この発明の実施の形態1による車載用操舵装置によれば、電動パワステ制御用演算器15の異常の有無を確認し、第二のステアリング角θms(s)の正当性を確認してから第一のステアリング角θhs(s)と第二のステアリング角θms(s)とを比較するようにしているので、第一のステアリング角θhs(s)の異常の有無を精度良く検出することができる。つまり、電動パワステ制御用異常監視器17により電動パワステ制御用演算器15の異常の有無を確認することにより、少なくともモータ回転角の信頼性を考慮することが可能になるため、第一のステアリング角θhs(s)の異常の有無を精度良く検出することができる。
As described above, according to the vehicle-mounted steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, the presence / absence of abnormality of the electric power steering
尚、以上述べたこの発明の実施の形態1では、モータ回転角信号θm(s)から得られ
るステアリング相対角θhm(s)を絶対角に換算するために、ステアリング角初期値θs(0)とステアリング相対角初期値θhm(0)の差を演算したが、例えば車両の4輪の
車輪速を取り込みこれらの4輪車輪速が同一になった際のステアリング相対角を「0」度と設定する手段を設ける等、周知の様々な手段により、相対角から絶対角を得るようにしても良い。この場合、ステアリング相対角初期値θhm(0)を保持することなく、現在
の情報だけから第二のステアリング角θms(s)を演算することができる。
In the first embodiment of the present invention described above, in order to convert the steering relative angle θhm (s) obtained from the motor rotation angle signal θm (s) into an absolute angle, the steering angle initial value θs (0) Although the difference of the steering relative angle initial value θhm (0) is calculated, for example, the four wheel speeds of the vehicle are taken and the steering relative angle when these four wheel speeds are the same is set to “0” degrees. The absolute angle may be obtained from the relative angle by various known means such as providing means. In this case, the second steering angle θms (s) can be calculated from only the current information without maintaining the steering relative angle initial value θhm (0).
又、ステアリング角信号θs(s)から第一のステアリング角速度を演算し、モータ回転角信号θm(s)から第二のステアリング角速度を演算し、第一のステアリング角速度と第二のステアリング角速度との差が予め設定された値αより大きい場合に、第一のステアリング角信号θs(s)の異常を検出するように構成してもよい。 Further, the first steering angular velocity is calculated from the steering angular signal θs (s), the second steering angular velocity is calculated from the motor rotational angle signal θm (s), and the first steering angular velocity and the second steering angular velocity are calculated. When the difference is larger than a preset value α, an abnormality of the first steering angle signal θs (s) may be detected.
又、電動パワステ制御用演算器15及びステアリング角演算器17は、CPU、DSP(データ処理システム)、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)、ASIC(特定用途集積回路)等、信号処理演算ができる素子であればいずれで構成してもよく、その場合、電動パワステ制御用演算器15及びステアリング角演算器17を一つの筐体に収めることが可能となる。1つの筐体に電動パワステ制御用演算器15とステアリング角演算器17とを収納することで、別々の筐体に分けて設けるよりも通信遅れや夫々の筐体をつなぐハーネス等の異常を予防することが可能となる。
The electric power
実施の形態2.
図4は、この発明の実施の形態2による車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。図4に示す実施の形態2による車両用操舵装置は、前述の実施の形態1による車両用操舵装置に、車両のヨーレートに対応する信号γに基づき車両のヨーレート信号γ(s)を出力するヨーレート検出器40を追加し、ステアリング角演算器17から第一のステアリング角の異常検出信号θfail出力に加えて、正しいステアリング角θを出力するようにしたものである。以下の説明では、実施の形態1との相違点を主体に説明する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The vehicle steering apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 4 outputs the yaw rate signal γ (s) of the vehicle based on the signal γ corresponding to the yaw rate of the vehicle to the vehicle steering apparatus according to the first embodiment. A
図5は、この発明の実施の形態2による車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。図5に於いて、ステップS201からステップS203までは、前述の実施の形態1に於ける図3のステップS101からS103に夫々対応しこれらと同様であるので説明を省略する。 FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the vehicle steering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 5, Steps S201 to S203 correspond to Steps S101 to S103 of FIG. 3 in Embodiment 1 described above and are the same as those described above, so description thereof will be omitted.
ステップS204では、ステアリング角演算器17は、車両のヨーレートγに対応するヨーレート検出器40からのヨーレート信号γ(s)を読み込み、このヨーレート信号γ(s)に基づいて第三のステアリング角θys(s)を、例えば下記の式(1)により演算し、その演算結果を自身のメモリに記憶する。
次にステップS205に於いて、電動パワステ制御用異常監視器16は、電動パワステ制御用演算器15の状態信号を読み込み、自身のメモリに記憶させ、ステップS206に進み、記憶した前述の状態信号に基づき電動パワステ制御用演算器15が正常であるか異常であるかの判定を行なう。
Next, in step S205, the electric power steering control abnormality monitor 16 reads the status signal of the electric power steering
ステップS206に於ける判定の結果、電動パワステ制御用演算器15が異常であると判定した場合には、ステップS207へ進む。ステップS207では、ステアリング角演算器17は、第一のステアリング角θhs(s)と第三のステアリング角θys(s)との差と予め設定された値αとの比較を行なう。
As a result of the determination in step S206, if it is determined that the electric power steering
ステップS207での判定の結果、第一のステアリング角θhs(s)と第三のステアリング角θys(s)との間の差が予め設定された値α以下である場合には、ステップS208へ進み、第一のステアリング角θhs(s)が正常であると判断し、ステアリング角演算器17は第一のステアリング角θhs(s)を車両のステアリング角θとして出力する。
If the result of determination in step S207 is that the difference between the first steering angle θhs (s) and the third steering angle θys (s) is less than or equal to a preset value α, processing proceeds to step S208. The first steering angle θhs (s) is determined to be normal, and the
一方、ステップS207での判定の結果、第一のステアリング角θhs(s)と第3のステアリング角θys(s)との間の差が予め設定された値αより大きい場合は、ステップS210へ進み、ステアリング角演算器17はステアリング角θを出力しない。そして、ステップS210から更にステップS211に進んで、第一のステアリング角θhs(s)が異常であると判断し、ステアリング角の異常検出信号θfailを出力する。
On the other hand, if the result of determination in step S207 is that the difference between the first steering angle θhs (s) and the third steering angle θys (s) is greater than a preset value α, processing proceeds to step S210. The
前述のステップS206に於ける判定の結果、電動パワステ制御用演算器15が異常ではないと判定した場合には、ステップS209へ進み、第一のステアリング角θhs(s)と第二のステアリング角θms(s)と第3のステアリング角θys(s)との相互間の差、即ち、第一のステアリング角θhs(s)と第二のステアリング角θms(s)との間の差と、第一のステアリング角θhs(s)と第3のステアリング角θys(s)との間の差と、第二のステアリング角θms(s)と第3のステアリング角θys(s)との間の差を、夫々演算する。
As a result of the determination in step S206 described above, if it is determined that the electric power
次にステップS212に進み、ステアリング角演算器17は、ステップS209にて演算した全ての差と予め設定された値αとを比較し、夫々の差が予め設定された値α以下である場合は、ステップS213へ進み、第一のステアリング角θhs(s)を車両のステアリング角θとして出力する。
Next, proceeding to step S212, the
一方、ステップS212に於いて、ステップS209にて演算した全ての差と予め設定された値αとを比較の結果、夫々の差が予め設定された値αより大きい場合は、ステップS214へ進み、ステアリング角演算器17は第二のステアリング角θms(s)をステアリング角θとして出力する。続いてステップS215に進み、ステアリング角演算器17は、第一のステアリング角θhs(s)が異常であると判断してステアリング角異常信号θfailを出力する。
On the other hand, if it is determined in step S212 that all the differences calculated in step S209 are compared with the preset value α, each difference is greater than the preset value α, the process proceeds to step S214. The
以上述べたこの発明の実施の形態2による車両用操舵装置によれば、ヨーレートから第三のステアリング角θys(s)を演算することで、例え電動パワステ制御用演算器15のCPUが異常になっている場合でも、ステアリング角検出器14からのステアリング角信号、ひいてはステアリング角センサ9の異常を検出することが可能となる。更に、ステアリング角演算器17からステアリング角θを出力することで、第一のステアリング角θhs(s)が異常となった場合でも、第二のステアリング角θms(s)をステアリング角θとして出力し、ステアリング角θが必要な横すべり防止装置等のシステムを稼動させることが可能となる。
According to the vehicle steering apparatus according to the second embodiment of the present invention described above, the CPU of the electric power
尚、ステアリング角演算器17は、電動パワステ制御用異常監視器16による電動パワステ制御用演算器15の状態が異常か否かを判定結果を受けて、ステアリング角θを出力するだけでなく、電動パワステ制御用演算器15の状態も出力するようにしてもよい。例えば、電動パワステ制御用演算器15の状態がレゾルバの励磁箇所等が故障し異常であると判定された場合は、電動パワステ制御用演算器15が異常である旨の信号を出力し、電源等の故障により電動パワステ制御用演算器15がダウンしている場合等では、電動パワステ制御用演算器15がダウン状態である旨の信号を出力するようにしてもよい。
The
電動パワステ制御演算器15がダウン状態である旨の信号を出力するようにした場合、例えば、横滑り防止装置等、ステアリング角を制御要素として必要とする装置は、電動パワステ制御演算器15がダウン状態あることを踏まえ、ステアリング角を用いた制御の動作範囲を制限する等の処置をすることが可能となる。
When the signal indicating that the electric power
又、電動パワステ制御用演算器15及びステアリング角演算器17は、CPU、DSP(データ処理システム)、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)、ASIC(特定用途集積回路)等、信号処理演算ができる素子であればいずれで構成してもよく、その場合、電動パワステ制御用演算器15及びステアリング角演算器17を一つの筐体に収めることが可能となる。1つの筐体に電動パワステ制御用演算器15とステアリング角演算器17とを収納することで、別々の筐体に分けて設けるよりも通信遅れや夫々の筐体をつなぐハーネス等の異常を予防することが可能となる。
The electric power
以上のように、この発明の実施の形態2に係る車両用操舵装置によれば、電動パワステ制御用演算器15が正常であることを確認してから第一のステアリング角θhs(s)の異常の有無を判定するようにしているので、第一のステアリング角の異常の有無を精度良く検出することができる。つまり、電動パワステ制御用異常監視器17により電動パワステ制御用演算器15の異常の有無を確認することにより、少なくともモータ回転角の信頼性を考慮することが可能になるため、第一のステアリング角θhs(s)の異常の有無を精度良く検出することができる。
As described above, according to the vehicle steering apparatus of the second embodiment of the present invention, after confirming that the electric power
又、ヨーレート信号に基づき第三のステアリング角を演算するようにしたので、電動パワステ制御用演算器15に異常が発生した場合に於いても第一のステアリング角の異常を検出することが可能となる。
Further, since the third steering angle is calculated based on the yaw rate signal, it is possible to detect an abnormality in the first steering angle even when an abnormality occurs in the electric power
尚、以上述べたこの発明の実施の形態2による車両用操舵装置では、ヨーレート検出器40を設けそのヨーレート信号に基づき第三のステアリング角の演算を行なうようにしたが、ヨーレート検出器に代えて車両の4輪夫々の車輪速度に対応した信号に基づいて4輪車輪速を検出し4輪車輪速信号を出力する車輪速検出手段としての車輪速検出器を設けるようにしてもよい。この場合、4輪車輪速が同一になった際のステアリング相対角を「0」度とみることが可能であり、これを利用してステアリング角演算器17により第三のステアリング角を演算する。その他については、図4及び図5に示す実施の形態2と同様である。
In the above-described vehicle steering apparatus according to the second embodiment of the present invention, the
更に、前述の構成以外に、ステアリング角に相当するその他の車両状態量を用いて第3のステアリング角を演算することも可能である。 In addition to the above-described configuration, the third steering angle can be calculated using other vehicle state quantities corresponding to the steering angle.
実施の形態3.
図6は、この発明の実施の形態3による車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態3による車両用操舵装置は、前述の図4に示す実施の形態2による車両用操舵装置にステアリング角演算異常監視器60を追加し、ステアリング角演算器17の状態を監視しその異常を検出するようにしたものである。その他の構成は実施の形態2による車両用操舵装置と同様である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the vehicle steering apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The vehicle steering apparatus according to the third embodiment adds a steering angle calculation abnormality monitor 60 to the vehicle steering apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 4 and monitors the state of the
図6に於いて、ステアリング角演算異常監視手段としてのステアリング角演算異常監視器60は、ステアリング角演算器17の内部状態を通信でやりとりし、ステアリング角演算器17の異常を監視する機能をもつ。例えば、ステアリング角演算異常監視器60とステアリング角演算器17との間で所定のパルス信号を一定時間間隔で送受信し、ステアリング角演算器17のからのパルス信号の受信タイミング等に基づいてステアリング角演算器17の異常判定を行なう。
In FIG. 6, a steering angle calculation abnormality monitor 60 as a steering angle calculation abnormality monitoring means has a function of exchanging the internal state of the steering
ステアリング角演算異常監視器40は、ステアリング角演算器17からのパルス信号に基づいて、例えば、ステアリング角演算器17の状態が発熱等で故障し異常であるか否か、或いは、ステアリング角演算器17が電源等の故障によりダウンしているか否か等の、電動パワステ制御用演算器15の異常の内容についても識別が可能である。
Based on the pulse signal from the
或いは、ステアリング角演算器17と同等の演算をステアリング角演算異常監視器60が行ない、その演算結果をステアリング角演算器17の演算結果と比較することにより、ステアリング角演算器17の異常判定を行なうようにしてもよい。更には、ステアリング角演算器17内に自己異常判定器としてステアリング角演算異常監視器60の機能を備えるようにしても同等の効果が得られる。
Alternatively, the steering angle calculation abnormality monitor 60 performs a calculation equivalent to the
電動パワステ制御用演算器15は、ステアリング角演算器17と通信でやりとりし、ステアリング角θs(s)やステアリング角演算器17の状態を得る。又、電動パワステ制御用演算器15は、モータ回転角から得られるステアリング相対角を絶対角に換算するためにステアリング角初期値θs(0)とステアリング相対角初期値θhm(0)の差を演算し、ステアリング角θを演算する機能を有する。
The electric power steering
ステアリング角演算異常監視器17がステアリング角演算器17の異常を検出したとき、電動パワステ制御用演算器15は、前述により演算したステアリング角θを出力する。
When the steering angle calculation abnormality monitor 17 detects an abnormality in the
又、電動パワステ制御用演算器15は、ステアリング角演算器17との通信によりステアリング角演算器の状態を得ることができるので、ステアリング角θを出力するだけでなく、ステアリング角演算器17の状態も出力するようにしてもよい。例えば、ステアリング角演算器17の状態が発熱等で故障し異常であると判定された場合は、ステアリング角演算器17が異常である旨の信号を出力し、電源等の故障によりステアリング角演算器17がダウンしている場合等では、ステアリング角演算器17がダウン状態である旨の信号を出力することができる。
Further, the electric power steering
又、電動パワステ制御用演算器15及びステアリング角演算器17は、CPU、DSP(データ処理システム)、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)、ASIC(特定用途集積回路)等、信号処理演算ができる素子であればいずれで構成してもよく、その場合、電動パワステ制御用演算器15及びステアリング角演算器17を一つの筐体に収めることが可能となる。1つの筐体に電動パワステ制御用演算器15とステアリング角演算器17とを収納することで、別々の筐体に分けて設けるよりも通信遅れや夫々の筐体をつなぐハーネス等の異常を予防することが可能となる。
The electric power
以上のように、この発明の実施の形態2に係る車両用操舵装置によれば、電動パワステ制御用演算器15が正常であることを確認してから第一のステアリング角θhs(s)の異常の有無を判定するようにしているので、第一のステアリング角の異常の有無を精度良く検出することができる。つまり、電動パワステ制御用異常監視器17により電動パワステ制御用演算器15の異常の有無を確認することにより、少なくともモータ回転角の信頼性を考慮することが可能になるため、第一のステアリング角θhs(s)の異常の有無を精度良く検出することができる。
As described above, according to the vehicle steering apparatus of the second embodiment of the present invention, after confirming that the electric power
以上のように、この発明の実施の形態3に係る車両用操舵装置は、ステアリング角演算器17の異常を監視するステアリング角演算異常監視器60を備え、電動パワステ制御用演算器15は、モータ回転角から得られるステアリング相対角を絶対角に換算するためにステアリング角初期値θs(0)とステアリング相対角初期値θhm(0)の差を演算し、ステアリング角θを演算する機能を有するので、ステアリング角演算器17に異常が発生した場合に於いてもステアリング角θを精度よく得ることが可能となる。
As described above, the vehicle steering apparatus according to Embodiment 3 of the present invention includes the steering angle calculation abnormality monitor 60 that monitors the
実施の形態4.
この発明の実施の形態4による車両用操舵装置は、図示していないが、車両用操舵装置8内に、電動パワステ制御用演算器15とステアリング角演算器17とに、夫々独立の電源を備えるようにしたことを特徴とするものである。その他の構成は、前述の実施の形態1乃至3の夫々の構成と同様の構成である。
Embodiment 4 FIG.
Although the vehicle steering apparatus according to Embodiment 4 of the present invention is not shown, the electric power steering
このように、電動パワステ制御用演算器15とステアリング角演算器17とに、夫々独立に電源を備えることで、一方の電源箇所に異常が発生した場合でも、もう一方の演算器が正常であるためステアリング角θを継続して演算することが可能となる。
In this way, the electric power steering
実施の形態5.
この発明の実施の形態5による車両用操舵装置は、図示していないが、車両用操舵装置8内の電動パワステ制御用演算器15とステアリング角演算器17のグランドを別々に備えることを特徴とする。その他の構成は、前述の実施の形態1乃至4の夫々の構成と同様の構成である。
Although not shown, the vehicle steering apparatus according to the fifth embodiment of the present invention is provided with the ground for the electric power
このように、電動パワステ制御用演算器15とステアリング角演算器17とに夫々独立にグランドを備えることでお互いノイズ等による通信異常を予防することが可能となり、精度よくステアリング角θを演算することが可能となる。
As described above, by providing the power steering
尚、この発明による車両用操舵装置は、前述の実施の形態1乃至5に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない限りに於いて、種々の変更が可能である。 The vehicle steering apparatus according to the present invention is not limited to the first to fifth embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1 ステアリング
2 ステアリング軸
3 ステアリングギアボックス
4 トルクセンサ
5 アシストモータ
6 ラックとピニオン機構
7 タイヤ
8 車両用操舵装置
9 ステアリング角センサ
11 車速検出器
12 操舵トルク検出器
13 モータ回転角検出器
14 ステアリング角検出器
15 電動パワステ制御用演算器
16 電動パワステ制御用異常監視器
17 ステアリング角演算器
19 モータ駆動器
40 ヨーレート検出器
60 ステアリング角演算異常監視器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering 2 Steering shaft 3 Steering gear box 4
Claims (13)
前記ステアリング軸にアシストトルクを付与するアシストモータの回転角に対応して生成された信号に基づいてモータ回転角を検出しモータ回転角信号を出力するモータ回転角検出手段と、
前記車両の車速に対応して生成された信号に基づいて車速を検出し車速信号を出力する車速検出手段と、
少なくとも前記モータ回転角信号と前記操舵トルク信号と前記車速信号とに基づいてアシスト指令値を演算する電動パワステ制御用演算手段と、
前記アシスト指令値に基づいて前記アシストモータを駆動するモータ駆動手段と、
前記ステアリング軸の回転角に対応して生成された信号に基づいてステアリング角を検出しステアリング角信号を出力するステアリング角検出手段と、
前記電動パワステ制御用演算手段の異常の有無を検出する電動パワステ制御用異常監視手段と、
前記ステアリング角信号に基づいて第一のステアリング角を演算すると共に前記モータ回転角信号に基づいて第二のステアリング角を演算する機能を備え、前記電動パワステ制御用異常監視手段により前記電動パワステ制御用演算手段の異常なしが検出され且つ前記第一のステアリング角と前記第二のステアリング角との間の偏差が所定値より大きいときに、前記第一のステアリング角が異常であると判定するステアリング角演算手段と
を備えたことを特徴とする車両用操舵装置。 Steering torque detection means for detecting a steering torque based on a signal generated in response to a steering torque applied to a steering shaft of a vehicle by a driver and outputting a steering torque signal;
Motor rotation angle detecting means for detecting a motor rotation angle based on a signal generated corresponding to a rotation angle of an assist motor for applying assist torque to the steering shaft and outputting a motor rotation angle signal;
Vehicle speed detection means for detecting a vehicle speed based on a signal generated corresponding to the vehicle speed of the vehicle and outputting a vehicle speed signal;
Electric power steering control calculating means for calculating an assist command value based on at least the motor rotation angle signal, the steering torque signal, and the vehicle speed signal;
Motor driving means for driving the assist motor based on the assist command value;
Steering angle detection means for detecting a steering angle based on a signal generated corresponding to the rotation angle of the steering shaft and outputting a steering angle signal;
Electric power steering control abnormality monitoring means for detecting the presence or absence of abnormality of the electric power steering control computing means;
A function of calculating a first steering angle based on the steering angle signal and a second steering angle based on the motor rotation angle signal; and the electric power steering control abnormality monitoring means for the electric power steering control. Steering angle for determining that the first steering angle is abnormal when no abnormality is detected in the computing means and the deviation between the first steering angle and the second steering angle is greater than a predetermined value A vehicle steering apparatus comprising: an arithmetic means.
前記ステアリング軸にアシストトルクを付与するアシストモータの回転角に対応して生成された信号に基づいてモータ回転角を検出しモータ回転角信号を出力するモータ回転角検出手段と、
前記車両の車速に対応して生成された信号に基づいて車速を検出し車速信号を出力する車速検出手段と、
少なくとも前記モータ回転角信号と前記操舵トルク信号と前記車速信号とに基づいてアシスト指令値を演算する電動パワステ制御用演算手段と、
前記アシスト指令値に基づいて前記アシストモータを駆動するモータ駆動手段と、
前記ステアリング軸の回転角に対応して生成された信号に基づいてステアリング角を検出しステアリング角信号を出力するステアリング角検出手段と、
前記車両のヨーレートに対応した信号に基づきヨーレートを検出しヨーレート信号を出力するヨーレート検出手段と、
前記電動パワステ制御用演算手段の異常の有無を検出する電動パワステ制御用異常監視手段と、
前記ステアリング角信号に基づいて第一のステアリング角を演算し前記モータ回転角信号に基づいて第二のステアリング角を演算し前記ヨーレート信号に基づいて第三のステアリング角を演算する機能を備え、前記電動パワステ制御用異常監視手段により前記電動パワステ制御用演算手段の異常なしが検出され且つ前記第一のステアリング角と前記第二のステアリング角と前記第三のステアリング角との相互間の偏差が夫々所定値より大きいときに、前記第一のステアリング角が異常であると判定するステアリング角演算手段と
を備えたことを特徴とする車両用操舵装置。 Steering torque detection means for detecting the steering torque based on a signal generated in response to the steering torque applied to the steering shaft of the vehicle by the driver and outputting a steering torque signal;
Motor rotation angle detecting means for detecting a motor rotation angle based on a signal generated corresponding to a rotation angle of an assist motor for applying assist torque to the steering shaft and outputting a motor rotation angle signal;
Vehicle speed detection means for detecting a vehicle speed based on a signal generated corresponding to the vehicle speed of the vehicle and outputting a vehicle speed signal;
Electric power steering control calculating means for calculating an assist command value based on at least the motor rotation angle signal, the steering torque signal, and the vehicle speed signal;
Motor driving means for driving the assist motor based on the assist command value;
Steering angle detection means for detecting a steering angle based on a signal generated corresponding to the rotation angle of the steering shaft and outputting a steering angle signal;
Yaw rate detection means for detecting a yaw rate based on a signal corresponding to the yaw rate of the vehicle and outputting a yaw rate signal;
Electric power steering control abnormality monitoring means for detecting the presence or absence of abnormality of the electric power steering control computing means;
A function of calculating a first steering angle based on the steering angle signal, calculating a second steering angle based on the motor rotation angle signal, and calculating a third steering angle based on the yaw rate signal; The electric power steering control abnormality monitoring means detects no abnormality of the electric power steering control calculating means, and deviations between the first steering angle, the second steering angle, and the third steering angle are respectively detected. A steering apparatus for a vehicle, comprising: a steering angle calculation unit that determines that the first steering angle is abnormal when larger than a predetermined value.
前記ステアリング軸にアシストトルクを付与するアシストモータの回転角に対応して生成された信号に基づいてモータ回転角を検出しモータ回転角信号を出力するモータ回転角検出手段と、
前記車両の車速に対応して生成された信号に基づいて車速を検出し車速信号を出力する車速検出手段と、
少なくとも前記モータ回転角信号と前記操舵トルク信号と前記車速信号とに基づいてアシスト指令値を演算する電動パワステ制御用演算手段と、
前記アシスト指令値に基づいて前記アシストモータを駆動するモータ駆動手段と、
前記ステアリング軸の回転角に対応して生成された信号に基づいてステアリング角を検出しステアリング角信号を出力するステアリング角検出手段と、
前記車両の4輪夫々の車輪速度に対応した信号に基づいて4輪車輪速を検出し4輪車輪速信号を出力する車輪速検出手段と、
前記電動パワステ制御用演算手段の異常の有無を検出する電動パワステ制御用異常監視手段と、
前記ステアリング角信号に基づいて第一のステアリング角を演算し前記モータ回転角信号に基づいて第二のステアリング角を演算し前記4輪車輪速信号に基づいて第三のステアリング角を演算する機能を備え、前記電動パワステ制御用異常監視手段により前記電動パワステ制御用演算手段の異常なしが検出され且つ前記第一のステアリング角と前記第二のステアリング角と前記第三のステアリング角との相互間の偏差が夫々所定値より大きいときに、前記第一のステアリング角が異常であると判定するステアリング角演算手段と
を備えたことを特徴とする車両用操舵装置。 Steering torque detection means for detecting the steering torque based on a signal generated in response to the steering torque applied to the steering shaft of the vehicle by the driver and outputting a steering torque signal;
Motor rotation angle detecting means for detecting a motor rotation angle based on a signal generated corresponding to a rotation angle of an assist motor for applying assist torque to the steering shaft and outputting a motor rotation angle signal;
Vehicle speed detection means for detecting a vehicle speed based on a signal generated corresponding to the vehicle speed of the vehicle and outputting a vehicle speed signal;
Electric power steering control calculating means for calculating an assist command value based on at least the motor rotation angle signal, the steering torque signal, and the vehicle speed signal;
Motor driving means for driving the assist motor based on the assist command value;
Steering angle detection means for detecting a steering angle based on a signal generated corresponding to the rotation angle of the steering shaft and outputting a steering angle signal;
Wheel speed detecting means for detecting a four-wheel wheel speed based on a signal corresponding to a wheel speed of each of the four wheels of the vehicle and outputting a four-wheel wheel speed signal;
Electric power steering control abnormality monitoring means for detecting the presence or absence of abnormality of the electric power steering control computing means;
A function of calculating a first steering angle based on the steering angle signal, calculating a second steering angle based on the motor rotation angle signal, and calculating a third steering angle based on the four-wheel wheel speed signal. The electric power steering control abnormality monitoring means detects that the electric power steering control arithmetic means is not abnormal, and the first steering angle, the second steering angle, and the third steering angle A steering apparatus for a vehicle, comprising: a steering angle calculation unit that determines that the first steering angle is abnormal when the deviation is larger than a predetermined value.
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